- 霍尔效应及其应用
- 共370题
如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度B,金属块的厚度为d,高为h.当有稳恒电流I平行于平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块上下两面M、N将出现电势差.若已知M、N上的电势分别为φM、φN,那么,该金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目可以表示为( )
正确答案
解析
解:最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有evB=e.
解得v=
电流的微观表达式为I=nevS=nevhd,所以n==
(
).故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图所示,表示了它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在场中有两块正对的金属板、,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.如果射入的等离子体速度均为,板间距离为,板平面的面积为,匀强磁场的磁感应强度为,方向垂直于速度方向,等离子体充满两板间的空间,负载电阻是一长为2d,截面积为
圆柱形,其电阻率为等离子体的电阻率的
.当发电机稳定发电时,电流表示数为,那么板间等离子体的电阻率为( )
正确答案
解析
解:最终稳定时,电荷所受洛伦兹力和电场力处于平衡,有qvB=q.解得E=vBd.
根据闭合电路欧姆定律得,电离气体的电阻R′=-R=
.
由电阻定律得,R′=ρ
将上式综合,解得ρ=.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
如图所示,有一金属块垂直于表面C的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,金属块的厚度为d,高度为h,当有稳定恒电流I平行平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块的上下两表面M、N间的电压为U,则金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为( )
正确答案
解析
解:由图,磁场方向向里,电子向左移动,根据左手定则,电子向上表面偏转,上表面得到电子带负电,下表面带正电;
那么根据e=evB,I=neSv=nehdv,得:n=
,故A正确,BCD错误.
故选:A.
如图所示,X1、X2,Y1、Y2,Z1、Z2分别表示导体板左、右,上、下,前、后六个侧面,将其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中.当电流I通过导体板时,在导体板的两侧面之间产生霍耳电压UH.已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I=neSv.现使导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于磁场的作用,电子受洛伦兹力,向Y2面聚集,在Y1、Y2平面之间累积电荷,在Y1、Y2之间产生了匀强电场,故电子也受电场力,故A错误;
B、电子受洛伦兹力,由左手定则可知,电子向Y2面聚集,侧面Y1的电势比侧面Y2的电势高,故B错误;
C、电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态,有:
qvB=qE
其中:E=(d为Y1、Y2平面之间的距离)
根据题意,有:
I=neSv
联立得到:
UH=Bvd=Bd∝
,故单位体积内的自由电子数n越大,UH越小,故C正确;
D、由于UH=Bd,与导体的电阻无关,故D错误;
故选:C.
如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度B,金属块的厚度为d,高为h,当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上下两面M、N上的电势分别为φM、φN)( )
正确答案
解析
解:最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有evB=e.解得v=
电流的微观表达式为I=nevS=nevhd,所以n==
|
|.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
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